TERRE RARE

TERRE RARE (XXXIII, p. 651)

RARE Le conoscenze sugli elementi delle terre rare si sono ampliate e approfondite considerevolmente nell'ultimo decennio. Notevolissima importanza ha avuto la pubblicazione del monumentale Atlas der Spektren der seltenen Erden (1945), curata da R. Gatterer, P. Junkes, P. Frodl del laboratorio della Specola Vaticana in Castelgandolfo sul prezioso materiale offerto, in gran parte, da W. Prandtl, W. Feit della Auer Gesellschaft e L. Rolla, il quale documenta i lunghi studî compiuti per l'elaborazione dei metodi di frazionamento, allo scopo di giungere alla purificazione integrale di questi elementi.

Per identificare ed isolare isotopi radioattivi di alcuni elementi delle terre rare formatisi nella fissione dell'uranio si è fatto ricorso a resine scambiatrici di ioni (v., in questa App.).

Nel settembre del 1947, al congresso della Società americana di chimica, il Coryell annunciò che, a Oak Ridge, si era riusciti ad isolare i due isotopi radioattivi dell'elemento 61 di massa rispettivamente 147 e 149: nell'impianto per la preparazione del plutonio attualmente in funzione, si ottengono 16 mg. al giorno dell'isotopo di massa 147 del neodimio il quale, emettendo particelle β, si trasforma nell'isotopo di massa eguale del 61 con vita media di 3,7 anni. L'altro isotopo 61¹⁴⁹ è caratterizzato da una vita media di 47 ore. Risultati analoghi sono stati ottenuti bombardando il neodimio con deutoni accelerati o il praseodimio con particelle α. Il problema dell'elemento 61, sotto questo aspetto, si può ritenere risoluto.

Le proprietà nucleari di tutti gli elementi delle terre rare sono ormai note: in totale, gli isotopi, stabili e radioattivi, conosciuti fino al 1944, erano 120. AI recente congresso della Società chimica americana è stata posta la questione del nome e simbolo da assegnare all'elemento compreso fra neodimio e samario; sono stati proposti: Promezio (simbolo Pm) e Ciclonio (simbolo Cy).

I metalli e le loro leghe sono stati oggetto di ricerche che hanno portato a risultati degni di rilievo. Mentre, per quanto riguarda le leghe, lo studio ha dovuto essere limitato al lantanio, al cerio, al praseodimio che si possono preparare allo stato di purezza per elettrolisi dei cloruri anidri fusi anche in grandi quantità, misure strutturistiche e di suscettività magnetica sono state effettuate su tutti i ceridi e su tutti gli ittridi ottenuti per riduzione dei cloruri con potassio, da W. Klemm e H. Bommer dal 1937 al 1939. È stato accertato che i reticoli sono costituiti, come quelli dei metalli alcalini e alcalino-terrosi, di ioni corrispondenti alla valenza. Questa proprietà non si riscontra in nessun altro elemento e consente di raggruppare, da un punto di vista unico, tutti i metalli più elettropositivi. F. Trombe, nel 1938, ottenne l'europio metallico al 98% di purezza elettrolizzando una miscela fusa di cloruro con la miscela eutettica di cloruro di sodio e di potassio, a 700° C.: impiegando anodi di grafite e catodi di cadmio. Con un metodo analogo, nello stesso anno, ottenne 0,12 grammi di gadolinio. Su questo campione furono eseguite le accurate misure che portarono a stabilire che il gadolinio, a bassissime temperature, è più ferromagnetico del ferro, del nichel e del cobalto: a 16° C. diventa paramagnetico. La difficoltà di generalizzare il metodo di preparazione dei metalli dipende dal fatto che i cloruri delle terre ittriche sono troppo volatili in confronto di quelli delle terre ceriche e il punto di fusione è troppo alto per poter giungere, con procedimento uguale, a risultati pratici.

L'esperienza ha confermato le prevedibili analogie di comportamento del lantanio, del cerio, del praseodimio quando entrano in lega con un dato elemento metallico: i composti intermetallici che si formano sono caratterizzati dagli stessi rapporti atomici e di analoghe strutture. Resta a stabilire se questo interessante fenomeno si verifica, in generale, per tutti i metalli compresi nella parentesi di periodicità. Intanto presenta notevole interesse precisare il comportamento di un dato metallo delle terre rare quando entra in lega con gli elementi metallici appartenenti ai diversi gruppi del sistema periodico, per stabilire le condizioni nelle quali si possono formare i diversi tipi di composti intermetallici. Le lunghe e faticose ricerche, ostacolate da grandi e talvolta insormontabili difficoltà sperimentali, hanno dimostrato la spiccata tendenza a reagire: di un considerevole numero di composti identificati con l'analisi termica è stata determinata la struttura e, di alcuni, il calore di formazione. Col titanio, col cromo, col manganese, non si hanno composti. Si può affermare dunque che, analogamente a quanto avviene per i metalli alcalino-terrosi e per i metalli alcalini, esiste un limite alla possibilità di reagire. A. Jandelli ha posto, recentemente, le basi per una soddisfacente interpretazione di questo fenomeno: egli ha pure indicato la via per stabilire, per leghe con i metalli più elettropositivi nelle quali i due metalli non contribuiscono similmente alla stabilità del reticolo, regole analoghe a quelle che fanno dipendere la forma e la stabilità dei reticoli dal rapporto fra il numero degli elettroni di valenza e quello degli atomi (regole di Hume-Rothery).

Bibl.: Journ. of American Chemical Society, LXIX, 1947, p. 2769; Zeitschrift fur Metallkunde, XXXIII, 1943, p. 29; Metallforschung, II, 1947, p. 97; Gazzetta chimica italiana, LXXVII 1947, p. 24.